[发明专利]检测及建立应用于噪声的MOS管模型的方法

说明书

技术领域

本发明涉及检测及建立应用于噪声的MOS管模型的方法。

背景技术

目前，电路中的元件都可能会产生各种各样的噪声。为了研究噪声的规律，通常是对于一个MOS管进行研究。MOS管可以被认为是一个微型的电路结构，包括各种各样的电阻、电容和有源器件。对于MOS管来说，可能包括栅极、源极及漏极上的热噪声，沟道中的热噪声和1/f噪声，衬底上的热噪声和栅极上的感应噪声等。其中1/f噪声一般来说是一种低频噪声，由于它的增幅与频率增幅成反比，故因此得名。1/f噪声主要影响运行于低频环境下的电子器件，但是在一些射频电路中，如混频器、放大器和分频器中，1/f噪声在高频区域对于电路的影响也越来越大，可能会导致信噪比恶化等后果。对于电路设计和电路分析来说，拥有一个能够精确模拟噪声的模型是非常重要的。

现今建立模型的方法，简单地说是通过分析测量所得的数据，找到这些数据的规律，例如受电压或电流影响的变化，再用数学方法找到能够描述这种规律的方程。例如，国际标准书号为0-471-49869-6的一篇名为《DeviceModeling for Analog and RF CMOS Circuit Design》的文献提及了一种MOS管噪声模型的电路，用一些电流参数来作为噪声的主要相关因素，例如，用漏极电流的二次方来作为MOS管沟道中1/f噪声的主要相关因素，并通过结合其他一些例如频率、单位面积的栅极氧化层电容和沟道长度等来构成方程描述1/f噪声的变化规律。而在电路设计和电路分析中，一般是在一些例如直流、交流、小信号和瞬态分析的模拟环境下，使用一些模拟软件例如HSPICE，来模拟MOS管的噪声。这些模拟软件所包含的应用于噪声的MOS管模型是包含噪声模型文件的MOS管库文件。而对于噪声模拟来说，模型文件中描述噪声的方程所调用的噪声参数以及库文件中设定的所述噪声参数的变化量通常决定了噪声模拟的精确性。因而在噪声模拟中，一些噪声参数是能够根据所要模拟的MOS管确定的，例如前面提到的沟道长度，而另外一些例如库文件中设定的噪声参数的变化量通常都是一些根据实际测量值调试得到的经验值。目前，这些经验值大都是建立在少数几个测量数据的基础上的，并没有考虑到工艺生产中由于各种复杂因素，例如栅氧生长情况，而造成的噪声特性在晶圆之间、晶粒之间，以及不同批次之间的差异。当电路设计人员需要利用MOS管噪声模型进行噪声仿真来辅助设计的时候，并不能确定用于噪声仿真的模型够不够精确，而如果应用了不够精确的模型就会影响设计质量。

发明内容

本发明解决的问题就是现有应用于噪声的MOS管模型没有考虑到噪声特性差异而不够精确。

本发明还解决的问题就是在进行设计时无法确定用于噪声仿真的模型够不够精确。

为解决上述问题，本发明按以下步骤建立应用于噪声的MOS管模型，

测量不同晶粒上的MOS管的噪声；

根据所得到的MOS管的噪声数据，建立噪声分布图；

至少添加一个噪声模型文件中的噪声参数的变化量到MOS管库文件中来对MOS管进行噪声仿真；

如果仿真结果不能够覆盖噪声分布图中的数据，则继续改变噪声参数的变化量的值进行仿真直到仿真结果能够覆盖噪声分布图中的噪声数据；

如果仿真结果能够覆盖噪声分布图中的数据，则将相应的噪声参数的变化量的值代入到MOS管库文件中作为应用于噪声的MOS管模型。

为解决上述问题，本发明还提供了一种检测应用于噪声的MOS管模型的方法，包括下列步骤，

测量不同晶粒上的MOS管的噪声；

根据所得到的MOS管的噪声数据，建立噪声分布图；

应用包含噪声模型文件的MOS管库文件作为MOS管噪声仿真模型对于MOS管进行噪声仿真；

如果仿真结果未覆盖噪声分布图中的噪声数据，则该MOS管模型不能很精确地进行噪声仿真；

如果仿真结果覆盖噪声分布图中的噪声数据，则该MOS管模型能够很精确地进行噪声仿真。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明建立应用于噪声的MOS管模型的方法以测量的不同晶粒上的MOS管的噪声值为原始数据，并建立分布图来反映噪声统计分布，考虑到了噪声特性的差异。再以调试的噪声模型仿真值覆盖噪声分布图中的数据为目标，因此建立的模型更接近真实情况，更为精确。

2.本发明检测应用于噪声的MOS管模型的方法以测量的不同晶粒上的MOS管的噪声值为原始数据，并建立分布图来反映噪声统计分布，考虑到了噪声特性的差异，并以此作为衡量噪声模型精确度的标准，使得检测方法更客观准确。

附图说明